(57)【要約】【課題】  機械的耐屈曲強度と耐水・耐湿性をはじめとする耐環境性に優れたプラスチック光ファイバを提供する。【解決手段】  プラズマ重合法によりコアの表面にフルオロカーボンのプラズマ重合膜を形成してクラッドを構成する。これにより得られたクラッドは、コアよりも屈折率が低く、分子がコアの表面に化学結合することでコアとの優れた密着性を有する。また、化学的、熱的にも安定しており、機械的耐屈曲強度と耐水・耐湿性をはじめとする耐環境性に優れたプラスチック光ファイバを得ることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック製コアと、その周囲を前記コアよりも屈折率の低いプラスチック製クラッドで被覆された構造のプラスチック光ファイバにおいて、前記クラッドがフルオロカーボンのプラズマ重合膜により構成されていることを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の分野において利用されるプラスチック光ファイバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の光通信システムでは、光ファイバの芯鞘構造をなすコア（芯）成分とクラッド（鞘）成分とが石英ガラスからなり、広い波長帯域にわたって優れた光伝送性を有する石英ガラス系光ファイバが主に用いられいるが、コア成分とクラッド成分とがプラスチックからなるプラスチック光ファイバが短中距離通信の用途に注目されている。プラスチック光ファイバは、コア系が大口径で機械的強度および柔軟性に優れていることから取り扱いが容易であり、実用的な伝送損失を確保する透光性を有すると共に、化学的にも安定であることから、構内ネットワーク等の分野において広く実用に供されている。
【０００３】
しかしながら、実用化されているプラスチック光ファイバの大半は、コア材として親水性が高く耐水・耐湿性に劣るポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）が用いられており、高温多湿の使用条件下では、コアの透光性が劣化し、伝送損失が増大するという問題があった。
【０００４】
前記問題を改善するための従来技術としては、例えば耐湿性に優れたフッ素系重合体あるいは他の有機化合物との共重合体をコアの表面に塗膜して、フッ素系樹脂のクラッド被膜をコア表面に形成する方法が知られている。
【０００５】
また、例えば特許文献１によれば、シリコーン樹脂でなるコアの外周を、フッ素樹脂でなるクラッドで被覆してプラスチック光ファイバを形成し、そのプラスチック光ファイバの外周を金属製たわみ管で囲繞することで耐湿性を向上させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−１６７７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術によってコア表面に形成されるフッ素系重合体や他の有機化合物との共重合体よりなるクラッドは、コア表面と化学的に結合しておらず、コア表面とクラッドとの密着強度は高くない。更に、クラッドによってコアの耐水・耐湿性を向上させ得るには、また、クラッドの機械的耐屈曲強度を得るには、クラッドの膜厚を厚く形成する必要があり、生産性に問題があった。
【０００７】
また、前記特許文献１に開示される芯鞘構造をなすプラスチック光ファイバの外周を金属製たわみ管で囲繞する構造では、構造が複雑となり量産性が損なわれると共に、部品コストが高くなり、また、径が増大することで光ファイバとしての取扱性が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、生産性に優れ、且つ機械的耐屈曲性と耐水・耐湿性をはじめとした耐環境性に優れたプラスチック光ファイバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明によるプラスチック光ファイバは、コアの周囲を該コアよりも屈折率の低いプラスチック製クラッドで被覆された構造のプラスチック光ファイバにおいて、前記クラッドがフルオロカーボンのプラズマ重合膜により構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
コアの表面に形成されたフルオロカーボンのプラズマ重合膜は、コアの表面方向に分子同士が化学結合して重合膜を構成している。従って、この重合膜は高い光閉じ込め効果を示すと共に、化学的、熱的に安定した状態にあり、熱や紫外線等によってコア表面から容易に分離することはない。また、表面張力が大きく高い撥水性を有するので雰囲気中の水分子の付着が困難であり、分子が緻密で、且つフッ素化合物が有する耐薬品性とによって、耐水・耐湿性をはじめとする耐環境性に優れたプラスチック光ファイバが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、コア１ａとなるプラスチックファイバの表面にフルオロカーボンの重合膜よりなるクラッド１ｂを形成させたプラスチック光ファイバ１の構造を示したものであり、コア１ａが大半のプラスチック光ファイバのコア材として用いられているポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなる場合、コア１ａの屈折率は１．４７である。
【００１２】
前記フルオロカーボンの重合膜よりなるクラッド１ｂは、プラズマ重合法により形成することができ、図２は、プラズマ重合法により図１に示すコア１ａの表面にフルオロカーボンの重合膜よりなるクラッド１ｂを形成するプラズマ重合装置の構成例を示している。
【００１３】
図２において、真空ポンプ１３により真空チャンバ２０内を予め８Ｐａ程度に減圧しておき、コアとなるプラスチックファイバ１０の両端が真空チャンバ２０内に配置された支持台１１にて支持され得るように真空チャンバ２０内に導入すると共に、平行電極１２に接続された高周波発生装置１５により、平行電極１２間に出力１００Ｗの高周波を印加して、真空チャンバ２０内をプラズマ放電空間に保持し、マスフローコントローラ１６にて流量を調整しながら、原料ガスタンク１７から真空チャンバ２０内に０．５ｍｌ／ｍｉｎ程度の流量で、原料ガスであるフルオロカーボンガスを供給して真空チャンバ２０内をフルオロカーボンガスの希薄ガス雰囲気とする。
【００１４】
真空チャンバ２０内におけるフルオロカーボンの希薄ガスがプラズマ放電空間において励起され、電離、重合しながらコアとなるプラスチックファイバ１０の表面に化学的に結合して、図１に示すフルオロカーボンの重合膜よりなるクラッド１ｂを形成する。
【００１５】
なお、真空ポンプ１３を介して真空チャンバ２０から排出されるフルオロカーボンガスは、成層圏のオゾン層等に影響を与えないように、排ガス処理装置１４で分解、吸着処理され、フルオロカーボンガスを含まない状態で排出される。
【００１６】
また、異なる種類のフルオロカーボンガスを順次供給し、コアとなるプラスチックファイバ１０の表面に複合重合膜を形成してもよく、例えばトリフルオロメタン（ＣＨＦ3）とテトラフルオロエチレン（ＣＦ2＝ＣＦ2）を真空チャンバ２０内に順次供給し、ＣＨＦ3とＣＦ2＝ＣＦ2の複合重合膜を形成する。このような複合重合膜によれば、単一のフルオロカーボンにより形成された重合膜に比べ、より高い光閉じ込め効果および耐環境性に優れたクラッドを得ることができる。
【００１７】
プラズマ重合膜を形成する目的に使用できるフルオロカーボンガスとしては、ヨードペンタフルオロエタン（ＣＦ3ＣＦ2Ｉ）、ブロモペンタフルオロエタン（ＣＦ3ＣＦ2Ｂｒ）、テトラフルオロメタン（ＣＦ4 ）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ2Ｆ6 ）、パーフルオロプロパン（Ｃ3Ｆ8 ）、ジクロロジフロロメタン（ＣＣｌ2Ｆ2 ）、クロロジフルオロメタン（ＣＨＣｌ2Ｆ2 ）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ3 ）、テトラフルオロエチレン（ＣＦ2＝ＣＦ2）、サルファヘキサフルオライド（ＳＦ6）、ニトロゲントリフルオライド（ＮＦ3）、ＣｌＦ3等のガス、あるいはこれらのガスを数％程度含むアルゴンガスなどがある
【実施例】
【００１８】
以下、好適な実施例により本発明をさらに説明する。ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）よりなるコアとなるプラスチックファイバ１０を８Ｐａの真空度に維持された真空チャンバ２０内に導入し、マスフローコントローラ１６で流量を調整しながら、０．５ｍｌ／ｍｉｎの流量で原料ガスであるテトラフルオロエチレンガス（ＣＦ2＝ＣＦ2）を真空チャンバ２０内に供給すると共に、高周波発生装置１５に接続された対向電極１２間に出力１００Ｗの高周波を印加して真空チャンバ２０内をプラズマ放電空間とし、このプラズマ放電空間において前記テトラフルオロエチレンガス（ＣＦ2＝ＣＦ2）が励起され、電離、重合しながらコアとなるプラスチックファイバ１０の表面に化学的に結合して、テトラフルオロエチレン（ＣＦ2＝ＣＦ2）のプラズマ重合膜が形成される処理を１０分間施す。
【００１９】
また、他の実施例として、前記と同様の処理工程において、原料ガスのテトラフルオロエチレンガス（ＣＦ2＝ＣＦ2）の代りに、トリフルオロメタン（ＣＨＦ3）を用いて、コアとなるプラスチックファイバ１０の表面にトリフルオロメタン（ＣＨＦ3）のプラズマ重合膜を形成した。
【００２０】
前記実施例により得られたテトラフルオロエチレン（ＣＦ2＝ＣＦ2）又はトリフルオロメタン（ＣＨＦ3）のプラズマ重合膜がクラッドとして芯鞘構造をなす各プラスチック光ファイバの表面の屈折率を測定した結果、いずれも１．３５〜１．４０であった。ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）よりなるコアの屈折率は１．４７であり、前記プラズマ重合膜により構成されたクラッドは、前記コアの屈折率に比べて小さな屈折率を有することが確認された。
【００２１】
このようにしてコアの表面に形成されたフルオロカーボンのプラズマ重合膜は無色透明であり、前記実施例により得られた前記プラズマ重合膜がクラッドとして芯鞘構造をなすプラスチック光ファイバを水中に５０日間放置した後、該プラスチック光ファイバ表面の屈折率を測定したが変化は見られなかった。また、前記プラスチック光ファイバに紫外線を１０時間照射した後に、該プラスチック光ファイバ表面の屈折率を測定したが、同様に変化は認められず、耐環境性に優れていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る重合膜によるクラッドをコア表面に形成した状態を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係るプラズマ重合装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１      プラスチック光ファイバ
１ａ    コア
１ｂ    クラッド
１０    コアとなるプラスチックファイバ
１１    支持台
１２    平行電極
１３    真空ポンプ
１４    排ガス処理装置
１５    高周波発生装置
１６    マスフローコントローラ
１７    原料ガスタンク
２０    真空チャンバー
【図１】
2005326589.tif 000002
【図２】
2005326589.tif 000003